СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЛИКАПРОЛАКТОНА ОТ ПРИМЕСИ ОЛОВА Российский патент 2024 года по МПК C08G63/90 C08G63/08 

Изобретение относится к полимерному синтезу, а именно к удалению органических соединений олова из поликапролактона, используемого для изготовления медицинских изделий, контактирующих с кровью, во избежание токсикологического воздействия олова на организм человека при их биорезорбции.

Известен способ очистки от олова порошка полиэфирного полимера [US 20110021742 A1, МПК (2006.01) CSF 6/08, опубл. 27.01.2011], включающий использование порошка биорезорбируемого полимера размером менее 1 мм, находящегося в трубке, который многократно промывают циркуляцией раствора изопропилового спирта, содержащего кислоту (соляную, молочную, гликолевую, лимонную, уксусную, пропионовую, фосфорную, бензойную, салициловую, ди- и трихлоруксусные), из которых только соляная кислота снижает остаточное содержание на 95%, остальные кислоты только на 1÷76%. Время экстракции составляет 2÷24 часа при температуре 25÷55°С.

Недостатками данного способа очистки порошков биорезорбируемых полиэфирных полимеров является длительность и кратность процесса экстракции, сильно зависящая от размеров частиц порошка полимера.

Известен, принятый за прототип, способ для удаления олова из поликапролактона [JP 3319884 B2, МПК C08G 63/06, C08G 63/88, C08G 63/90, опубл. 03.09.2002] включающий плавление поликапролактона при температуре 180°С в атмосфере азота и последующее добавление пирофосфорной кислоты в качестве экстрагента, перемешивание смеси в течение 1 часа. После чего смесь охлаждают и кристаллизуют очищенный полимер.

Недостатками данного способа являются: высокая температура очистки расплава поликапролактона, использование сильно агрессивной концентрированной кислоты в качестве экстрагента, наличие инертной атмосферы и длительное время процесса экстракции.

Техническим результатом предложенного изобретения является создание способа очистки поликапролактона от примесей олова.

Предложенный способ очистки поликапролактона от примеси олова, также как в прототипе, включает экстракцию олова из расплава поликапролактона и перемешивание.

Согласно изобретению, поликапролактон вносят в раствор хлорида щелочного металла с концентрацией 36 мас. % при объемном соотношении поликапролактона к раствору хлорида щелочного металла 1:5. Нагревая полученную смесь до 80°С при перемешивании верхнеприводной турбинной мешалкой со скоростью 500 об/мин, ведут плавление поликапролактона. Далее увеличивают скорость перемешивания до 1500 об/мин и в течение 15 минут ведут экстракцию, затем охлаждают и сливают жидкую часть декантацией. Оставшуюся массу промывают водой при объемном соотношении 1:5 и температуре 80°С при перемешивании со скоростью 1500 об/мин в течение 15 минут, охлаждают до комнатной температуры и сливают жидкую часть декантацией. Затем вносят пропанол-1 при объемном соотношении 1:2 и перемешивают со скоростью 1000 об/мин в течение 5 минут, смесь отстаивают, сливают жидкую часть декантацией и очищенную полимерную массу сушат в условиях вакуума при 50°С и остаточном давлении 7 мбар.

В качестве раствора хлорида щелочного металла используют раствор хлорида натрия или раствор хлорида калия.

По сравнению с прототипом предложенный способ позволяет сократить время экстракции до 15 минут. Использование в качестве экстрагента раствора хлорида щелочного металла позволяет уменьшить температуру экстракции до 80°С и проводить ее в более щадящих условиях.

Таким образом, по сравнению с прототипом, проведение экстракции примеси олова раствором хлорида щелочного металла из расплава полимера позволяет сократить время экстракции, а также уменьшить температуру процесса.

Пример 1

В емкость внесли 54 г раствора хлорида натрия концентрацией 36 мас.% и 9 г гранул поликапролактона со среднечисловой молекулярной массой 60000 г/моль и содержанием олова 69 ppm (соотношение поликапролактон : хлорид натрия 1:5). Емкость с указанной смесью установили на нагревательную платформу магнитной мешалки и в смесь поместили турбинную верхнеприводную мешалку. При помощи термопары, помещенной в смесь, контролировали температуру. При перемешивании со скоростью 500 об/мин нагрели смесь до 80°С. При достижении температуры 80°С, которая выше температуры плавления гранул поликапролактона, скорость перемешивания увеличили до 1500 об/мин и вели экстракцию. По истечении 15 минут перемешивание прекратили. После охлаждения в течение 5 минут жидкую часть слили путем декантации. Затем нейтрализовали полимерную массу путем смывки остатков раствора хлорида натрия водой при объемном соотношении полимерная масса : вода 1:5. Для этого в емкость с полимерной массой внесли 54 г воды и нагревали до 80°С при перемешивании со скоростью 1500 об/мин в течение 15 минут. Далее перемешивание и нагрев отключили, охлаждили до комнатной температуры и жидкую часть слили путем декантации. Для промывки от продуктов деструкции поликапролактона в емкость с полимерной массой внесли 16 г пропанола-1 (при объемном соотношении полимерная масса:пропанол-1 1:2) и перемешивали при помощи верхнеприводной мешалки в течение 5 минут со скоростью 1000 об/мин. Далее смесь отстаивали и жидкую часть слили путем декантации. Затем очищенный поликапролактон сушили в вакуум-сушильном шкафе в течении 24 часов при температуре 50°С и остаточном давлении 7 мбар. После очистки остаточное содержание олова в поликапролактоне составило 12 ppm, а среднечисловая молекулярная масса снизилась до 55000 г/моль.

Остаточное содержание олова в поликапролактоне определяли с помощью атомно-эмиссилнной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСА-АЭС). Среднечисловую молекулярную массу поликапролактона определяли с помощью гель-проникающей хроматографии (ГПХ).

Пример 2

Способ очистки поликапролактона от примеси олова вели аналогично примеру 1, но с тем отличием, что в качестве экстрагента использовали раствор хлорида калия концентрацией 36 мас. %.

После очистки остаточное содержание олова составило 10 ppm, а среднечисловая молекулярная масса снизилась до 54000 г/моль.

Изобретение относится к полимерному синтезу, а именно к удалению органических соединений олова из поликапролактона, используемого для изготовления медицинских изделий, контактирующих с кровью, во избежание токсикологического воздействия олова на организм человека при их биорезорбции. Способ очистки поликапролактона от примеси олова характеризуется тем, что поликапролактон вносят в раствор хлорида щелочного металла с концентрацией 36 мас.% при объемном соотношении поликапролактона к раствору хлорида щелочного металла 1:5. Нагревая полученную смесь до 80°С при перемешивании верхнеприводной турбинной мешалкой со скоростью 500 об/мин, ведут плавление поликапролактона. Далее увеличивают скорость перемешивания до 1500 об/мин и в течение 15 минут ведут экстракцию, затем охлаждают и сливают жидкую часть декантацией. Оставшуюся массу промывают водой при объемном соотношении 1:5 и температуре 80°С при перемешивании со скоростью 1500 об/мин в течение 15 минут, охлаждают до комнатной температуры и сливают жидкую часть декантацией. Затем вносят пропанол-1 при объемном соотношении 1:2 и перемешивают со скоростью 1000 об/мин в течение 5 минут, смесь отстаивают, сливают жидкую часть декантацией и очищенную полимерную массу сушат в условиях вакуума при 50°С и остаточном давлении 7 мбар. В качестве раствора хлорида щелочного металла используют раствор хлорида натрия или раствор хлорида калия. Технический результат: сокращение времени экстракции до 15 минут, уменьшение температуры проведения процесса. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.

1. Способ очистки поликапролактона от примеси олова, включающий экстракцию олова из расплава поликапролактона и перемешивание, отличающийся тем, что поликапролактон вносят в раствор хлорида щелочного металла с концентрацией 36 мас.% при объемном соотношении поликапролактона к раствору хлорида щелочного металла 1:5, затем, нагревая полученную смесь до 80°С при перемешивании верхнеприводной турбинной мешалкой со скоростью 500 об/мин, ведут плавление поликапролактона, далее увеличивают скорость перемешивания до 1500 об/мин и в течение 15 минут ведут экстракцию, затем охлаждают и сливают жидкую часть декантацией, оставшуюся массу промывают водой при объемном соотношении 1:5 и температуре 80°С при перемешивании со скоростью 1500 об/мин в течение 15 минут, охлаждают до комнатной температуры и сливают жидкую часть декантацией, затем вносят пропанол-1 при объемном соотношении 1:2 и перемешивают со скоростью 1000 об/мин в течение 5 минут, смесь отстаивают, сливают жидкую часть декантацией и очищенную полимерную массу сушат в условиях вакуума при 50°С и остаточном давлении 7 мбар.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве раствора хлорида щелочного металла используют раствор хлорида натрия.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве раствора хлорида щелочного металла используют раствор хлорида калия.